フレキシブル固体Zn-空気電池のための自己支持型アレイ型二官能性酸素電極触媒の最近の進歩。

Recent Advances on Self-Supported Arrayed Bifunctional Oxygen Electrocatalysts for Flexible Solid-State Zn-Air Batteries.

• Yijie Wang
• Qinghe Cao
• Cao Guan
• Chuanwei Cheng

抄録

ウェアラブル電子機器の需要の高まりを受けて、フレキシブル固体Zn空気電池が急速に開発されていますが、高性能化のためには、効率的な二官能性酸素電極触媒を組み込んだ空気電極が重要な役割を果たしています。バインダーを含まない自己担持型二官能性酸素触媒は、大きな活性表面積、高速な電子輸送経路、容易なイオン拡散、優れた構造安定性と柔軟性を提供し、フレキシブルな空気電極として期待されています。本レビューでは、柔軟性のあるZn空気電池の空気正極としてのナノアレイ化電極触媒の応用に関する最近の進歩をレビューする。特に、炭素質材料アレイ、遷移金属化合物アレイ、遷移金属/炭素アレイ、遷移金属化合物/炭素アレイ、および他のハイブリッドアレイを含む様々なタイプの二官能性酸素電極触媒について論じている。また、平面スタックとケーブルファイバーの2つの構成（すなわち、平面スタックとケーブルファイバー）を持つフレキシブルZn空気電池の応用についても紹介します。最後に、高性能なフレキシブルZn-空気電池を実現するために、今後の開発に向けたアレイ型空気正極の最適化の視点を共有する。

Flexible solid-state Zn-air batteries have been rapidly developed benefiting from the uprising demand for wearable electronic devices, wherein the air electrode integrated with efficient bifunctional oxygen electrocatalysts plays an important role to achieve high performance. Binder-free self-supported bifunctional catalysts can provide large active surface area, fast electron transport path, easy ion diffusion, and excellent structural stability and flexibility, thus acting as promising flexible air cathodes. In this review, recent advances on the application of nanoarrayed electrocatalysts as air cathodes in flexible Zn-air batteries are reviewed. Especially, various types of bifunctional oxygen electrocatalysts, including carbonaceous material arrays, transition metal compound arrays, transition metal/carbon arrays, transition metal compound/carbon arrays, and other hybrid arrays, are discussed. The applications of flexible Zn-air batteries with two configurations (i.e., planar stacks and cable fibers) are also introduced. Finally, perspectives on the optimization of arrayed air cathodes for future development to achieve high-performance flexible Zn-air batteries are shared.

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